Системы организмов и биота Земли

Для понимания структуры и функционирования экологических систем представляется целесообразным сформулировать наиболее общие свойства живых систем клеточного и организменного уровней организации в терминах физической картины мира. 

В настоящее время на Земле описано более 2, 5 млн видов живых организмов. Однако реальное число видов Земле в несколько раз больше, так как многие виды микроорганизмов, насекомых и др. не учтены. Кроме того, считается, что современный видовой состав - это лишь около 5% от видового разнообразия жизни за период ее существования на Земле.

Для упорядочения такого многообразия живых организм служат систематика, классификация и таксономия. Систематика - раздел биологии, занимающийся описанием, обозначением и классификацией существующих и вымерших организмов по таксонам. Классификация - распределение всего множества живых организмов по определенной системе иерархически соподчиненных групп - таксонов. Таксономия - раздел систематики, разрабатывающий теоретические основы классификации. Таксон — искусственно выделенная человеком группа организмов, связанных той или иной степенью родства, статочно обособленная, чтобы ей можно было присвоить определенную таксономическую категорию того или иного ранга

В современной ксистематике живых организмов существует следующая иерархия таксонов: царство, отдел, класс, порядок, семейство, род, вид. Кроме того, выделяют промежуточные таксоны: над- и подцарства, над- и подотделы, над- подклассы и т.д.

Систематика живых организмов постоянно изменяется и обновляется. В настоящее время она имеет следующий вид:

I.  Неклеточные формы. Царство Вирусы.

II. Клеточные формы.

 

Понятие о среде обитания и экологических факторах

Среда обитания (жизни) - это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них определенное действие. На нашей планете живые организмы освоили 4 среды обитания: водную, наземно-воздушную, почвенную и низменную. Первой была освоена водная среда. Затем появились паразиты и симбионты, использующие организменную среду обитания. В дальнейшем после выхода жиз­ни сушу, живые организмы населили наземно-воздушную среду, а одновременно с этим создали и заселили почву. Под почвенной средой обитания подразумевают не только собственно почву, но и горные породы поверхностной части литосферы.

Экологические факторы - это отдельные элементы среды обитания, которые воздействуют на организмы. Каждая из сред обитания отличается особенностями воздействия экологических факторов.

По природе экологические факторы делят на абиотические и биотические, природные и антропогенные.

Абиотические факторы - компоненты неживой природы, прямо или косвенно воздействующие на организм. Их деля на следующие группы:

- климатические факторы (свет, температура, влажность, ветер и др.);

- геологические факторы (землетрясения, извержения вул­канов и др);

- орографические факторы, или факторы рельефа (высота местности над уровнем моря, крутизна местности, экспозиция местности  и др.);

- эдафические, или почвенно-грунтовые, факторы (грану­лометрический состав, химический состав, плотность, структура, рН и др.);

-гидрологические факторы (течение, соленость, давление и др.).

Иначе абиотические факторы делят на физические и хими­ческие.

Биотические факторы - воздействие на организм других живых организмов.В зависимости от вида воздействующего организма их раз­деляют на две группы:

- внутривидовые, или гомотипические, факторы - это вли­яние на организм особей этого же вида (зайца на зайца, сосны на сосну и т.д.);

- межвидовые, или гетеротипические, факторы - это вли­яние на организм особей других видов (волка на зайца, сосны на березу и т.д.).

В зависимости от принадлежности к определенному цар­ству биотические факторы подразделяют на четыре основные группы:

- фитогенные факторы - это влияние на организм;

- зоогенные факторы - влияние животных;

- микогенные факторы - влияние грибов;

- микробогенные факторы - влияние микроорганизмов (ви­русов, бактерий, простейших).

Антропогенные факторы – деятельность человека, приводящая либо к прямому воздействию на живые организмы, либо к изменению среды их обитания (охота, промысел, сведение лесов, загрязнение, эрозия почв и др.).

При этом различают воздействие человека как биологического организма (потребление пищи, дыхание, выделение и т.д.) и его хозяйственную деятельность (сельское хозяйство, промышленность, энергетика т.д.). Факторы, связанные с хозяйственной деятельностью человека, называются техногенными..

В зависимости от характера воздействий антропогенные факторы делят на две группы:

- факторы прямого влияния - это непосредственное (прямое) воздействие человека на организм (скашивание травы, вырубка леса, отстрел животных и т.д.)

- факторы косвенного влияния — это опосредованное (косвенное) воздействие на организм (загрязнение окружающей среды, беспокойство т.д.).

 

Лимитирующие факторы

Впервые на значение лимитирующих факторов указал немецкий агрохимик Ю. Либих в середине XIX в. Он установил закон минимума: урожай (продукция) зависит от фактора, находящегося в минимуме. Если в почве полезные компоненты в целом представляют собой уравновешенную систему и только какое-то вещество, например фосфор, содержится в количествах, близких к минимуму, то это может снизить урожай. Но оказалось, что даже те же самые минеральные вещества, очень полезные при оптимальном содержании их в почве, снижают урожай, если они в избытке. Значит, факторы могут быть лимитирующими, находясь и в максимуме.

Таким образом, лимитирующими экологическими факторами следует называть такие факторы, которые ограничивают развитие организмов из-за недостатка или их избытка по сравнению с потребностью (оптимальным содержанием). Их иногда называют ограничивающими факторами.

Диапазон толерантности организма не остается постоянным - он, например, сужается, если какой-либо из факторов близок к какому-либо пределу, или при размножении организма, когда многие факторы становятся лимитирующими. Значит, и характер действия экологических факторов при определенных условиях может меняться, т. е. он может быть, а может и не быть лимитирующим. При этом нельзя забывать, что организмы и сами способны снизить лимитирующее действие факторов, создав, например, определенный микроклимат (микросреду). Здесь возникает своеобразная компенсация факторов, которая наиболее эффективна на уровне сообществ, реже - на видовом уровне.

Лимитирующий фактор - фактор среды, выходящий за пределы выносливости организма. Лимитирующий фактор ограничивает любое проявление жизнедеятельности организма. С помощью лимитирующих факторов регулируется состояние организмов и экосистем.

 

Значение физических и химических факторов среды

В жизни организмов.

Физические факторы – это те, источником которых служит физическое состояние или явление (механические, волновые и др.) Например, температура, если она высокая – будет ожог, если очень низкая – обмораживание. На действие температуры могут повлиять и другие факторы: в воде – течение, на суше – ветер и влажность, и т. п.

    Химические факторы – это те, которые происходят от химического состава среды. Например, соленость воды, если она высокая, жизнь в водоёме может вовсе отсутствовать (Мёртвое море), но в то же время в пресной воде не могут жить большинство морских организмов. От достаточности содержания кислорода зависит жизнь животных на суше и в воде, и т. п.

Один и тот же фактор среды имеет разное значение в жизни совместно обитающих организмов. Например, солевой режим почвы играет первостепенную роль при минеральном питании растений, но безразличен для большинства наземных животных. Интенсивность освещения и спектральный состав света исключительно важны в жизни фототрофных растений, а в жизни гетеротрофных организмов (грибов и водных животных) свет не оказывает заметного влияния на их жизнедеятельность.

Экологические факторы действуют на организмы по-разному. Они могут выступать как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических функций; как ограничители, обусловливающие невозможность существования тех или иных организмов в данных условиях; как модификаторы, определяющие морфологические и анатомические изменения организмов.

 

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: